CN104059253A - 一种轮胎胎面耐磨胶料组合及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎胎面耐磨胶料组合及其制备方法。包括：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、芳烃油、促进剂、补强剂、增粘剂和分散剂，芳烃油为高芳香烃油，增粘剂为C5树脂，碳黑是N110和N234；本发明组合还可以加入白炭黑；本发明通过塑炼、混炼和开炼等步骤制成。本发明的轮胎胎面料组合及其制备方法得到的胶料具有更好的扯断强度、拉伸强度和硬度；本发明通过采用所述耐磨型原料，配以合理的组合成分设计，大大减少了在生产和使用过程中对加工者和使用者造成的隐患，产品的安全性、经济性和适应性更广。本发明轮胎胎面耐磨胶料组合完全符合国家和行业相关要求，同时轮胎使用性能远超过现有普通轮胎的使用标准要求，具有高耐磨，性能优良的特点。

Description

一种轮胎胎面耐磨胶料组合及其制备方法

技术领域

本发明属于一种轮胎胎面胶料组合及其制备方法，尤其涉及一种耐磨轮胎胎面胶料组合及其制备方法。

背景技术

轮胎是由多种材料组合而成，一个普通的轮胎使用使用寿命特别关注，其中大部分轮胎损坏均是由于胎面被短时间磨损而引起报废，在社会经济高速发展的今天，耐磨性越来越受到重视，耐磨轮胎也成为了轮胎工业的发展趋势。人们越来越注重轮胎耐磨与性能的并存，但是就现在的轮胎形式而言一般存在两种状况：一是轮胎的性能能满足国标及消费者的需求，但是轮胎不能达到客户的耐磨要求；二是轮胎能达到耐磨的要求，但轮胎的综合性能又不能得到保证。目前在轮胎行业，对既符合高耐磨要求，又能符合性能需要，还能在轮胎材料成本和加工成本取得更好的结果一直是行业发展研究的方向。

发明内容

本发明根据现有技术不足公开了一种轮胎胎面耐磨胶料组合及其制备方法，本发明要解决的第一个问题是提供一种既能满足轮胎性能要求，又符合国家标准，更经济安全的轮胎胎面耐磨胶料组合，本发明要解决的第二个问题是提供一种上述轮胎胎面胶料的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

轮胎胎面耐磨胶料组合，包括：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、芳烃油、促进剂、补强剂、增粘剂和分散剂，其特征在于：所述芳烃油为高芳香烃油，增粘剂为C5树脂，碳黑是N110和N234。

进一步所述各成分按重量份数是：天然橡胶：30～40份，丁苯橡胶1502E：25～35份，顺丁橡胶BR9000：45～25份，炭黑N110：35～45份，N234：15-25份，氧化锌：3.5～5份，硬脂酸：0.5～1.5份，防老剂4020：0.5～1.5份，促进剂：0.1～0.6份，补强剂：10～20份，分散剂：0.5～1.5份，高芳香烃油：5～15份，C5树脂：1～3份，不溶性硫磺：1～4份。

所述组合中还可以加入白炭黑10～20重量份。

所述各成分按重量份数是：天然橡胶1#标胶：30份，丁苯橡胶1502E：25份，顺丁橡胶BR9000：45份，炭黑N110和N234混合物：52.5份，氧化锌：4.5份，硬脂酸：0.5份，防老剂：0.5份，促进剂：0.6份，补强剂：15份，分散剂：1份，高芳香烃油：8份，C5树脂：2份，不溶性硫磺：2份，或白炭黑：10份。上述炭黑N110和N234混合物是在满足炭黑N110：35～45份与炭黑N234：15-25份的比例条件下的混合物。

上述防老剂是防老剂4020、防老剂RD、防护蜡或其中任意两项或全部三项的混合物。

上述促进剂是促进剂CZ、促进剂NS或两者的混合物。

上述分散剂是A78。

上述轮胎胎面耐磨胶料的制备方法，包括以下步骤：

1）将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放8小时以上；

2）将步骤1）获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及、增粘剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、树脂、粘合剂，在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和高芳香烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；

3）将步骤2）制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。

上述组合中高芳香烃油是替代普通芳烃油的环保原料，传统芳烃油因芳烃含量低，由于芳烃油低，轮胎中的碳黑和胶料等不有效的形成一个“海”项，造成耐磨性能下降。本发明采用的高芳香烃油中极性化合物达到25%解决了上述问题，而普通芳烃油中极性化合物最高达到12%。

上述组合中不溶性硫磺是硫磺深加工的一种线型长链的高分子聚合物，分子链上的硫原子数高达108以上；有高聚物的粘弹性和分子量分布；不溶于二硫化碳，故称不溶性硫磺。不溶性硫磺主要用于橡胶制品，与普通硫磺相比，具有以下优点：胶料在存放期内不喷霜。保持胶料组份和性能均一；克服因喷霜造成胶料粘合力差的缺点；防止对制品和模具的污染并去掉了为克服喷霜而增添的涂浆工艺，为生产联动化提供条件。在相邻胶层中无迁移现象。特别是在顺丁胶和丁基胶的胶料中，普通硫磺迁移速度很高，配加不溶性硫磺后即可避免。在混炼和存放过程中减少烧焦。缩短硫化时间。当达到硫化温度后，它具有一个“活化阶段”，即链式解聚作用，使硫化速度加快，减少硫磺用量，有利于制品老化性能的改善。有利于橡胶与其他材料的粘合。耐磨轮胎中不可缺少的助剂。在耐磨轮胎生产中，能有效的避免喷霜，也不易产生早期硫化，并使胶料保持较好的黏性，有利于成型操作，而且确保硫化胶硫化的均匀性，保证产品质量稳定。不溶性硫磺同时也不含金属性污染物质。

上述组合中C5树脂是碳氢树脂，同样对胶料的滋润性和碳黑的分散性有很大的帮助。

上述加入原材料的轮胎胎面胶料，其扯断强度、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高5.0～5.5个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高15%～20%，硬度比普通轮胎的胶料提高1～2个邵氏硬度。

上述加入白炭黑后改变了滚动阻力、牵引力和胎面耐磨这三个平衡关系。滚动阻力可显著降低，而牵引力或胎面耐磨却有所提升。

上述各原料均有市售，其名称可能有不同，但成分是相同的即可。

综上所述，采用本发明的轮胎胎面料组合及其制备方法得到的胶料具有更好的扯断强度、拉伸强度和硬度；符合国标要求，本发明通过采用所述耐磨型原料，配以合理的组合成分设计，大大减少了在生产和使用过程中对加工者和使用者造成的隐患，产品的安全性、经济性和适应性更广。本发明轮胎胎面耐磨胶料组合完全符合国家和行业相关要求，同时轮胎使用性能远超过现有普通轮胎的使用标准要求，具有高耐磨，性能优良的特点，符合社会发展的趋势，也获得了第三方认证的资格，同时也提高了轮胎的竞争力和价值。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

实施例1

各组分原料重量份数比是：

天然橡胶1#标胶：30份；

丁苯橡胶1502E：25份；

顺丁橡胶BR9000：45份；

炭黑N110：35份；

碳黑N234：17.5份；

高芳烃油：8份；

碳氢树脂（C5树脂）：3份；

氧化锌：3.5份；

硬脂酸：1份；

防老剂4020：1份；

促进剂CZ：0.3份；

分散剂A78：0.5份；

不溶性硫磺：3份；

上述胶料的扯断强度、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度比普通轮胎的胶料提高5.0个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高15%，硬度比普通轮胎的胶料提高2个邵氏硬度。

实施例2

各组分原料重量份数比是：

天然橡胶：35份；

丁苯橡胶1502E：30份；

顺丁橡胶BR9000：40份；

炭黑N110：40份；

炭黑N234：20份；

氧化锌：4.5份；

硬脂酸：1份；

防老剂4020：1份；

促进剂：0.5份；

补强剂：15份；

分散剂：1份；

高芳香烃油：8份；

C5树脂：2份；

不溶性硫磺：3份。

上述胶料的的扯断强度,、拉伸强度和硬度都得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高5.3个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高18%，硬度比普通轮胎的胶料提高1个邵氏硬度。

实施例3

各组分原料重量份数比是：

天然橡胶：40份；

丁苯橡胶1502E：35份；

顺丁橡胶BR9000：25份；

炭黑N110：45份；

炭黑N234：25份；

氧化锌：5份；

硬脂酸：1.5份；

防老剂4020：1.5份；

促进剂：0.6份；

补强剂：20份；

分散剂：1.5份；

高芳香烃油：15份；

C5树脂：3份；

不溶性硫磺：4份。

上述耐磨胶料的扯断强度、拉伸强度得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高5.5个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高了20%。

实施例4

各组分原料重量份数比是：

天然橡胶：40份；

丁苯橡胶1502E：35份；

顺丁橡胶BR9000：25份；

炭黑N110：45份；

炭黑N234：15-20份；

白碳黑：10份；

氧化锌：5份；

硬脂酸：1.5份；

防老剂4020：1.5份；

促进剂：0.6份；

补强剂：20份；

分散剂：1.5份；

高芳香烃油：15份；

硅烷偶联剂：1-1.5份；

C5树脂：3份；

不溶性硫磺：4份。

上述耐磨胶料的扯断强度、拉伸强度得到了提高，扯断强度能比普通轮胎的胶料提高5.5个Mpa，拉伸比普通轮胎胶料提高了20%。

实施例5

上述轮胎胎面耐磨胶料的制备方法，按以下步骤制备胶料：

1）将上述组合中的天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放2小时以上；

2）将步骤1）获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及、增粘剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、树脂、粘合剂在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和芳烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；

3）将步骤2）制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。

Claims (8)

1.一种轮胎胎面耐磨胶料组合，包括：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、芳烃油、促进剂、补强剂、增粘剂和分散剂，其特征在于：所述芳烃油为高芳香烃油，增粘剂为C5树脂，碳黑是N110和N234。

2.根据权利要求1所述的轮胎胎面耐磨胶料组合，其特征在于：所述各成分按重量份数是：天然橡胶：30～40份，丁苯橡胶1502E：25～35份，顺丁橡胶BR9000：25～45份，炭黑N110：35～45份，N234：15-25份，氧化锌：3.5～5份，硬脂酸：0.5～1.5份，防老剂4020：0.5～1.5份，促进剂：0.1～0.6份，补强剂：10～20份，分散剂：0.5～1.5份，高芳香烃油：5～15份，C5树脂：1～3份，不溶性硫磺：1～4份。

3.根据权利要求2所述的轮胎胎面耐磨胶料组合，其特征在于：所述组合中还可以加入白炭黑10～20重量份。

4.根据权利要求3所述的轮胎胎面耐磨胶料组合，其特征在于：所述各成分按重量份数是：天然橡胶1#标胶：30份，丁苯橡胶1502E：25份，顺丁橡胶BR9000：45份，炭黑N110和N234混合物：52.5份，氧化锌：4.5份，硬脂酸：0.5份，防老剂：0.5份，促进剂：0.6份，补强剂：15份，分散剂：1份，高芳香烃油：8份，C5树脂：2份，不溶性硫磺：2份，或白炭黑：10份。

5.根据权利要求1至4任一项所述的轮胎胎面耐磨胶料组合，其特征在于：防老剂是防老剂4020、防老剂RD、防护蜡或其中任意两项或全部三项的混合物。

6.根据权利要求1至4任一项所述的轮胎胎面耐磨胶料组合，其特征在于：所述促进剂是促进剂CZ、促进剂NS或两者的混合物。

7.根据权利要求1至4任一项所述的轮胎胎面耐磨胶料组合，其特征在于：所述分散剂是A78。

8.一种上述轮胎胎面耐磨胶料的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

1）将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶在密炼机中塑炼60秒，制成塑料胶片，停放8小时以上；

2）将步骤1）获得的塑料胶片在密炼机中塑炼60秒后，加入炭黑总量的四分之三及、增粘剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、树脂、粘合剂，在密炼机中混炼120秒，加入剩余的四分之一炭黑和高芳香烃油，在密炼机中混炼400秒，制成混炼胶；

3）将步骤2）制成的混炼胶停放4小时以上后，在开炼机上加入促进剂、硫磺混炼即可制成所需轮胎胶料。